fotoelektrik

+52

No comments posted yet

Comments

tolgahandiler (3 years ago)

asd

tolgahandiler (3 years ago)

asd

Slide 2

FOTOELEKTRİK Işık foton denilen enerji paketçiklerinden oluşur. Metal yüzeyine düşürülen fotonlar enerjilerini atoma vererek son yörüngedeki elektronu serbest hale geçirir. Bu şekilde gönderilen fotonun etkisiyle serbest hale geçen elektrona fotoelektron bu elektron- ların meydana getirdiği akıma da fotoelektrik akım denir. Bir Fotonun Enerjisi: Efoton= h.f h=6.6 10-34 joule.s f=Işığın frekansı (s-1) λ=Işığın dalagaboyu (m) Ef=Fotonun enerjisi ( Joule) C=λ.f f=C/ λ Olduğuna göre Efoton= h.C/ λ Olarak yazılabilir. Not: Dalga boyu A0 Enerji e.V olarak kullanılırsa h.C= 12400 eV.A0 alınacaktır.

Slide 3

Işıkın Enerjisi: N tane fotondan oluşan ışık demetinin toplam enerjisi; Eışık= N.Efoton Eışık= t saniyede N tane foton yayan ışık kaynağının gücü; Pışık=

Slide 4

EŞİK ( BAĞLANMA ) ENERJİSİ (E0 ): Metalden elektron sökebilecek en küçük enerjiye eşik enerjisi veya bağlanma enerjisi denir. Eşik enerjisi aynı zamanda iyonlaşma enerjisi demektir. Elektron sökebilecek en küçük frekansa eşik frekansı, en küçük dalga boyuna da eşik dalga boyu denir. Not: Bir foton metal yüzeyinden ancak bir elektron sökebilir. Fotonun enerjisi parçalanamaz. Foton metal yüzeyine düşürüldüğü zaman foton soğurulur, enerjinin bir kısmı elektro- nun metal yüzeyinden koparılmasında kullanılırken kalan eneri ise elektrona kinetik enerji olarak aktarılır. Enerji kazanan elektron serbest hale gelerek ortama saçılır.

Slide 5

Bu bağıntıdan yararlanarak Enerji – frekans grafiğini çizecek olursak;

Slide 6

Not.Grafiğin eğimi h planck sabitini verdiğine göre bütün grafiklerin eğimleri aynı olmalıdır.

Slide 7

FOTOELEKTRONLARIN SAYISI: Bir foton ancak bir elektron koparabileceğini öğrenmiştik. O halde kopan fotoelektron- ların sayısı gelen foton sayısı ile doğru orantılıdır. Foton sayısı da ışık akısı ile doğru orantılıdır. Sökülen fotoelektronların sayısını artırmak için ; 1- Işık şiddeti artırılmalıdır. 2- Levhanın yüzey alanı büyültülmelidir. 3- Işık ışınları yüzeye dik düşürülmelidir. 4- Işık kaynağı levha yüzeyine yaklaştırılmalıdır.

Slide 8

FOTOELEKTRİK AKIM Şekildeki gibi havası boşaltılmış cam kap ve iki metal levhadan oluşan düzeneğe fotosel adı verilir. Şekildeki fotosel devreye hassas bir amper-metre bağlanıp katot yüzeyine eşik enerjisinden daha büyük enerjili ışık ışınları düşüldüğünde katot yüzeyinden elektron kopararak saçılır ve bu elektron anot yüzeyi tarafından yakalanarak anottan katoda doğru hareket eder.Bu elektron akışı ampermetrede akım olarak gözlenir. Kopan fotoelektronlardan bazıları anot yüzeyine ulaşabilirken bazı elektronlar da dışarıya gider. yakalanan elektronlar devrede akımı oluşur. e-

Slide 10

DOYMA GERİLİMİ: Fotoselin levhaları arasına bir üreteç bağlandığında levhalar arsında elektriksel alan meydana gelir. Elektriksel alan içinde hareket eden yüklü cisme bir kuvvet etki edeceği için katottan kopan elektronlar anot yüzeyine doğru hızlanır. Bu durumda kopan elektronlardan büyük bir çoğunluğu anot yüzeyine ulaşmaya başlar. Katot yüzeyinden kopan elektronların hepsini anot yüzeyine ulaştıran gerilim değerine doyma gerilimi denir. Akım Gerilim VDoyma İmax İ0 Not: Bir üreteç gerilim değeri ne olursa olsun metal yüzeyinden elektron koparamaz.Bundan dolayı doyma geriliminden sonra fotoelektrik akım maximum değerine ulaşmıştır değişmez.

Slide 11

Katottan kopan fotoelekronların anot yüzeyine ulaşma enerjisi: Efoton= E0 + Ek Eanot = Ek + e.V Ef = Gelen fotonun enerjisi E0= Eşik enerjisi EK= Kopan elektronların kinetik enerjisi Eanot= Elektronların anot yüzeyine ulaşma enerjisi V = Üreteç gerilimi

Slide 12

KESME GERİLİMİ: Fotoselin levhaları arasına ters bir üreteç bağlandığında levhalar arasında elektriksel alan meydana gelir. Elektriksel alan içinde hareket eden yüklü cisme bir kuvvet etki edeceği için katottan kopan elektronlar anot yüzeyine doğru yavaşlar. Bu durumda kopan elektronlar yavaşlar hatta elektronların anot yüzeyine ulaşması engellenebilir. Katot yüzeyinden kopan elek- tronları durdurup akım geçmesini engelleyen gerilim değerine kesme potansiyeli denir. Not: Kesme potansiyeli gelen fotonun enerjisi ile doru orantılıdır.

Slide 13

Kesme gerilimi şöyle hesaplanır: Efoton= E0 + Ek Eanot = Ek - e.V Ef = Gelen fotonun enerjisi E0= Eşik enerjisi EK= Kopan elektronların kinetik enerjisi Eanot= Elektronların anot yüzeyine ulaşma enerjisi Vkesme = Üreteç gerilimi 0 = Ek - e.Vk e.Vk = Ek e.Vk =

Slide 14

Vdoyma İmax Vkesme

Slide 15

DE BROGLİE DALGA BOYU m= Parçacığın kütlesi C= Işık hızı h= Planck sabiti P= Parçacığın momentumu λ= De Broglie Dalga Boyu

Slide 16

COMPTON OLAYI Amerikalı fizikçi Compton yüksek enerjili X ışınlarının bir fotonu karbon atomunun bir elektronuna çarpınca elektron ve fotonun farklı doğrultularda saçıldığını gözlemiştir. Compton olayından şu sonuçlar çıkarılabilir: Bu olayda foton soğurulmaz Çarpışmadan sonra fotonun enerjisi ve momentumu azalır. Fotonun çarpışmadan sonra enerjisi azaldığı için frekansı azalır dalga boyu büyür. Fotonun çarpışmadan sonraki hızı değişmez. Olaydan önceki ve sonraki hızı eşit ve ışık hızına eşittir. *Bu olay aynı düzlemde gerçekleşir. *Bu olayda toplam momentum korunur.Gelen fotonun momentumu , saçılan fotonun momentumu ile saçılan elektronun momentumlarının vektörel toplamına eşittir. h.f = h.f’ + ½ mV2 *Bu olay ışığın tanecik olduğunu gösterir.

Tags: fotoelektrik

URL: